[发明专利]主动式透镜结构体及其制造方

说明书

本发明涉及一种主动式透镜结构体。上述主动式透镜结构体的特征在于，将偏振切换部和偏振相关型透镜部构成为一体型，在偏振相关型透镜部的液晶状高分子层的上部表面形成格子结构，不仅以自顶向下(Top‑Down)方式对偏振相关型透镜部的液晶状高分子层进行取向，而且使用为偏振切换部的液晶层的下部取向膜。因此，本发明的主动式透镜结构体的偏振切换部能够无需下部取向膜和下部的玻璃基板地制造，由此可最小化整体厚度。

技术领域

本发明涉及一种主动式透镜结构体，更具体地，涉及将偏振切换部和偏振相关型透镜部形成为一体型，可使用于控制入射的光的偏振方向而切换透镜的驱动的无眼镜式3D显示器的主动式透镜结构体及其制造方法。

背景技术

最近，对三维显示装置的关注日益增加。这种三维显示器，根据实现方式，分类为利用双眼视差方式的立体(stereoscopic)方式、集成影像方式、全息方式、体积型3D显示器方式等。其中，立体方式的显示装置区分为利用眼镜来实现3D显示器的眼镜式方式和不使用眼镜的无眼镜式方式。通常将不使用眼镜而实现3D显示器的方式称作自动立体(auto-stereoscopic)3D显示器，其中，有多视(multi-view)显示器及集成影像显示器。

无眼镜式三维显示装置为了均支持2D影像物和3D影像物，需要以可选择2D和3D模式的形态实现，开发用于实现其的多种技术。这种技术中的一种技术为仅在收视人观看3D影像的情况下，主动驱动为透镜的透镜阵列结构体(Lens array structure)形成在2D显示器上。作为可实现这种主动式透镜的代表性技术，有利用电润湿现象(electrowettingeffect)的方法和利用液晶的电光学效果的方法。

就利用透镜阵列的多视角3D显示器(Multi-view 3D Display)而言，几乎没有亮度减少地可实现3D影像，仅实现水平视差的情况下，适用1D排列微透镜阵列，实现水平/垂直视差的情况下，适用2D排列微透镜阵列。

如前所述，在可使用于可选择2D和3D中的一个的2D/3D可转换的显示装置的主动式液晶透镜技术中，有根据构成透镜的液晶层的取向方向及入射光的偏振而具有不同聚光特性的偏振相关型液晶透镜技术。利用该技术，改变从2D影像显示面板出射而入射到偏振相关型液晶透镜层的光的偏振条件，由此可选择性地显示2D或3D影像。

尤其，在3D移动显示器中，由于收视距离为约35～40cm左右且短，因此透镜阵列的焦点距离应短为约1mm以下，由此也需要减少显示面板与透镜阵列之间的缺口(Gap)。

另一方面，用于2D/3D影像切换的主动式透镜技术中的一种液晶透镜技术，在液晶单元结构中，根据由图案化的电极形成的电致来排列液晶，从而显示GRIN透镜形态的折射率分布图。因此，根据施加于液晶单元的电压，可切换2D/3D影像。

但是，在透镜阵列形态中，在电极与电极之间优选地形成电致分布图，但是未在电极正上方形成，在透镜与透镜之间产生死区(Dead Zone)，发生填充系数(fill-factor)降低的问题。

尤其，当将透镜阵列结构适用于移动显示器时，由于收视距离短，焦距应要短，因此液晶单元的缺口变得非常大。这种情况下，会发生驱动电压及响应速度增加的问题。并且，通常而言，随着焦距变短，会发生像差问题，对于液晶透镜而言，很难改善这种问题。

为了解决这种问题，提出利用液晶状高分子的偏振相关型透镜。偏振相关型透镜呈在透镜结构体取向液晶状高分子(Reactive Mesogen；'RM')的形态，是根据入射光的偏振而开关(On/Off)的结构。